CN112970535A - 一种春玉米混作豆科绿肥增密减氮高效种植方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种春玉米混作绿肥增密减氮高效种植方法，属于农作物种植领域。本发明通过玉米与豆科绿肥混作，同时适度提高种植密度等，达到氮肥、农药减量投入，实现了玉米高产高效的目的，可为玉米高效生产、绿色生产提供有力的技术支撑。

Description

一种春玉米混作豆科绿肥增密减氮高效种植方法
技术领域
本发明涉及一种春玉米混作豆科绿肥增密减氮高效种植方法，属于农作物种植领域。
技术背景
近年来，随着养殖业的蓬勃发展，饲料的需求量逐年增加。而玉米作为长江中游地区主要的饲料来源，常年缺口较大，一直处在刚性需求的状态，因而玉米的种植效益相对较高，激发了农户种植玉米的主动性。随着玉米需求的增多及种植结构的调整，玉米种植面积和产量逐年上升。随着社会经济条件与市场需求的增长，自2003年以来湖北省玉米种植面积持续增加，至2019年全省玉米种植面积达到1091万亩，总产307万吨，与2003年相比，分别增长了2.14倍与1.84倍。长江中游玉米发展较快，但生产上仍存在种植密度低、群体小，与机械化作业不配套；施肥盲目、用量大、施用方式不合理；除草剂等农药用量过大等；是造成区域面源污染等生态环境问题的根源之一。鉴于玉米生产中的现状，减氮是现阶段玉米高产高效栽培研究的重要目标。适量减氮栽培是玉米高效利用氮肥的措施之一，在减氮的同时为保持土壤供氮水平及玉米较高的产量，可通过其他措施补充氮源、减少氮素损失来实现养分的供应。
将豆科绿肥引入农业种植系统，既可培肥土壤地力、改善土壤理化性质、替代部分化肥和农药，降低土壤污染水平；同时也是良好的饲草，推动农牧可持续发展，提高资源利用效率。研究表明通过减施氮肥并配套翻压紫云英能显著提高氮肥的利用率，具有较好的增产效果。豆科绿肥如：毛苕子、草木樨、紫花苜蓿、豌豆、三叶草、紫云英等等，是我国主要种植绿肥种类；栽培方式研究主要集中在粮肥间、套作、粮肥复种、粮肥轮作等技术模式上，以及对绿肥保护性耕作、深耕、浅耕等耕作种植方式上。冬闲期种植绿肥是我国南方稻区常有的种植模式，有利于改善中国稻田氮肥施用不合理的现状。可见，将绿肥与其他作物搭配种植可作为氮肥减施的一条潜在途径，但其效果取决于与其他作物的合理搭配技术。在当前农业生产中，绿肥通常作为填闲作物与其他作物进行复种，然后在后茬作物种植前翻压还田。也有人研究绿肥与油菜、小麦等作物间作的模式。而玉米与绿肥混作达到固氮增产增效的栽培模式鲜有报导。
玉米生产的机械化、规模化是玉米生长发展的必然趋势。美国是世界第一大玉米生产国，而高产、耐密、适宜于机械化生产的玉米品种的培育、推广是美国玉米生产取得成功的基础。以先锋种业为代表的直立紧凑高光效、抗逆、抗倒、籽粒成熟脱水快等特性的玉米杂交种的成功培育，使美国玉米实践了一条不断增密的高产道路，同时美国玉米的种植密度也由30000株/ha提高到80000株/ha。美国玉米持续增产还得益于其配套的土壤耕作培肥、水肥高效管理、机械作业等技术的发展，也启示我们优良品种、农艺、农机三结合的必要性。而我国玉米生产正处于籽粒机收的初期阶段，随着品种的更替、机收技术的推广，玉米的种植方式也必然要发生根本性的改变。而当前长江中游玉米种植密度较低，一般仅有5万-6.5万株/ha,具有较高的增密增产潜力。此外，有研究表明，增密后能提高玉米群体对土壤氮的吸收利用，具有氮肥减施的效应。可见，在长江中游，通过提高种植密度也是一条可行的氮肥减量的途径。
长江中游玉米产需矛盾突出，缺口近50％，玉米生产对保障该区养殖业发展具有重要意义。而玉米生产同时要兼顾考虑农民收益及生态效益。因此，进行玉米种植技术创新，探索一条适度氮肥、农药减投、丰产高效的绿色技术，对保证长江中游地区粮食、饲料等的基本供给，提高农田种植效益等具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于通过玉米与豆科绿肥混作、适度提高种植密度等，达到氮肥、农药减量投入，实现玉米高产高效的目的。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
(1)土壤耕作与开沟：3月上、中旬玉米播种前进行整地，排水不良的田块，选用铧犁式开沟器，开好围沟、腰沟以利于排水降渍；
(2)玉米品种选择：春玉米选用株型紧凑耐密植、抗倒、抗病品种，并根据不同的两熟制模式，选择适宜生育期的玉米品种；
(3)玉米播种：选用包衣、出苗率高的种子，利用精量播种机进行播种，播种时间为日平均地温稳定在10℃以上，一般为3月下旬到四月初，播种深度2～4cm；
(4)玉米种植方式与种植密度：若采用机械收获，为与收获机械配套，行距应保持在55cm～65cm；若成熟后进行人工收获，可采用宽窄行种植；根据品种特性确定合理种植密度，种植密度为5000～6000株/亩，根据密度合理调整株行距；
(5)豆科绿肥品种选择与播种：选用固氮能力强、腐解速度快、耐荫的豆科绿肥品种，玉米播种前，按3.5～5kg/亩撒播绿肥种子，并轻耙覆盖，为保证绿肥出苗质量，播种要达到足、匀；
(6)施肥：肥料选择玉米专用缓释肥，或者常规高效复合肥；玉米全生育期施纯N14～18kg/亩(根据土壤肥力、品种生育期长短而定，一般比传统种植减少10％～20％施氮量)，若选用缓释肥，则1次性底施；若选用常规复合肥，按3：2施底肥和大口期追肥；P2O5、K2O施用量分别为5.0kg/亩～6.5kg/亩、4.0kg/亩～5.0kg/亩；
(7)玉米-绿肥共生期田间管理：混作绿肥后除草剂的施用根据田块常年杂草类型而定，不施用农药除草，或在播后苗前喷施一次除草剂；绿肥后前期长势较快，能在玉米快速生长、封行之前，迅速生长达到全田覆盖，可不施用除草剂；玉米拔节期进行化控，降低倒伏风险；同时做好病、虫害防治，及时防渍、抗旱；
(8)玉米收获及秸秆处理：当春玉米籽粒乳线消失，黑色层出现时可进行人工收获；若采用玉米专用收获机械进行籽粒直收，需在玉米生理成熟后立杆一段时间，待籽粒含水量下降到26％以下时选择晴朗天气时收获；收获后秸秆粉碎还田。
其中，所述豆科绿肥，选择适合在春季播种、春夏生长的一年生豆科植物，包括苕子、紫花苜蓿、豌豆、三叶草、紫云英等等，都是我国主要种植绿肥种类，本发明优选苕子。苕子较耐高温、耐荫，与玉米混作同期播种时可以有较长的共生期，有利于自身固氮改善土壤供氮状况与玉米氮营养，且生长较快，能在玉米封行前覆盖地表，对杂草有更好的抑制作用。
其中，步骤(1)中所述的整地包括翻耕和旋耕，对于旱地土壤隔年翻耕一次，而水田则每年进行一次，旋耕选用旋耕机将田块旋耕15cm～18cm，达到土壤细碎、疏松。
其中，步骤(2)中所述的选择适宜生育期的玉米品种，指的是根据不同的种植模式对玉米生育期的要求选择品种，如春玉米与晚稻或黄豆的复种模式，需要选择生育期在120d以下的品种；而春玉米与萝卜等蔬菜复种模式，则选择生育期在135d以下的品种。
其中，步骤(4)中所述的根据品种特性确定合理种植密度，指的是根据品种的株型、生育期长短等确定种植密度，一般生育期短、株型紧凑的品种可适当提高种植密度。本发明种植密度比传统种植密度增加800株/亩～1500株/亩。
其中，步骤(7)中所述的混作绿肥后除草剂的施用根据田块常年杂草类型而定，是指若往年田块中小型禾本、长势快的杂草较多，如牛筋草、马唐等，则需进行一次除草；若是前期长势缓慢的杂草如藜、稗草等，则不需要除草。
其中，步骤(7)中所述的拔节期进行化控，指的是在春玉米6叶～9叶期间，选用控高、壮秆防倒类生长调节剂喷施，以降低倒伏风险，同时增加玉米冠层中下层透光，减轻玉米遮荫对绿肥生长的影响。
其中，步骤(7)中所述的病、虫害防治具体指的是，玉米苗期注意防治根腐病和苗枯病，穗粒期注意防治大小叶斑病、纹枯病、茎腐病、鞘腐病和穗腐病；春玉米出苗前及苗期注意防治地老虎、蛴螬和蝼蛄等地下害虫，苗期注意防治蓟马和玉米旋心虫，大喇叭口期注意防治玉米螟，穗粒期注意防治螟虫、玉米蚜和椿象类害虫。
其中，步骤(8)中所述的需在玉米生理成熟后立杆一段时间，是指玉米生理成熟时不进行收获，让植株在田间保留一段时间，等籽粒含水量下降到适合机收时再进行收获，立杆时间的长短视后茬作物种植的时间而定，若后茬作物为晚稻或大豆，立杆的时间较短，一般3d～10d；若后茬作物为蔬菜，则立杆时间可延长，一般可在7d～15d。
其中，步骤(8)中所述的收获后秸秆粉碎还田，指的是选用带有秸秆粉碎功能的联合收获机或秸秆粉碎还田机将秸秆及时粉碎还田，粉碎后长度在100mm以下的秸秆不小于90％，平均留茬高度在80mm以下，不得有漏切和秸秆堆积现象，秸秆粉碎后翻压或旋耕还田。
其中，步骤(7)中所述的玉米-绿肥共生期，是指玉米、绿肥出苗后共同生长至绿肥完全凋萎持续的时间。一般玉米封行后，地面通风透光削弱，绿肥长势逐渐衰减，在玉米吐丝后10d左右，绿肥将全部凋亡。
与现有种植相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过混作绿肥与增密相结合的种植模式，提供了一种春玉米氮肥减投的可行技术，可为玉米高效生产、绿色生产提供技术支撑。
(2)本发明利用绿肥本身种植特点，固氮增效的同时，培肥土壤，用养结合，对提高土壤基础肥力，保证玉米持续丰产、稳产具有积极作用。
(3)本发明采用玉米混作绿肥种植方式，利用绿肥生长快速，覆盖率大的特点，一定程度上缓解杂草危害。与常规模式相比，可减少除草剂施用1-2次，减轻环境污染，减少开支，促进玉米绿色生产。
(4)与现有种植相比，本技术发明增加玉米种植密度，不仅有利于玉米增产，同时适合玉米机械化生产，为我国尤其是长江中游玉米生产方式的转变提供了有益的技术支撑。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步说明本发明，若未特别指明，实施例中使用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，使用的原料均为市售商品。
实施例
1.实施时间与地点：2019年-2020年在湖北省荆门市屈家岭何集。
该技术实施地共15亩，设置本发明技术田块，与当地常规种植技术田块作对比。按随机区组排列，共3次重复。
2.实施操作要点
(1)整地与开沟：4月初结合田间施基肥选用旋耕机将田块旋耕15cm～18cm。选用铧犁式开沟器，按宽20cm左右为规格全田开纵横腰沟，排水降渍。
(2)春玉米品种选用与播种：春玉米选用宜机收早熟品种丰肯139(通过全国农作物品种审定委员会审定适宜在本区域种植的品种)，4月3日播种，种植密度为6000株/亩(行距60cm、株距18.5cm)，对照常规种植技术种植密度设置为4500株/亩。播种深度2～3cm。
(3)春玉米田间管理：玉米出苗后，3叶期间苗、定苗。对照常规种植技术玉米生育期均施纯N-P2O5-K2O：20-6.5-4.9kg/亩，本发明技术玉米全生育期均施纯N-P2O5-K2O：15-6.5-4.9kg/亩，比对照减施氮肥25％。试验用复合肥料为湖北宜施壮农业科技有限公司的长效缓释玉米专用配方肥(N-P2O5-K2O：24-7-7)，以N肥为计算单位，P2O5和K2O用量分别用过磷酸钙(含P2O5 12％)和氯化钾(含K2O 60％)补足，肥料于播种时1次性基施。按当地常规做法及时防治病虫害。
(4)绿肥品种选用及播种：绿肥选用苕子，玉米播种前按4.5kg/亩播种量撒播，保证在玉米群体遮荫下的覆盖度，播后轻耙覆盖，利于绿肥出苗。播种做到足、匀。
(5)玉米-绿肥共生期管理：本发明技术田块不施用除草剂，绿肥在玉米封行前，能迅速生长基本覆盖全田，抑制了杂草生长，覆盖时间持续到吐丝后10天左右，故玉米生长期间基本可不进行化学除草。玉米拔节期，利用植保无人机进行化控，降低株高与穗位高，增强抗倒性，同时利于绿肥生长。其他病虫防治同当地常规玉米田块管理。
(6)对照常规种植技术田块，在玉米播后出苗前、苗期进行2次喷施除草剂(金都尔)。其他病虫防治同当地常规玉米田块管理。
(7)玉米收获与秸秆处理：玉米成熟后立杆10天左右，用玉米专用收获机械直接收获玉米籽粒，秸秆粉碎全量还田。
3.投入与产出效益
与常规种植技术相比，混作绿肥增密减氮技术具有较好增产增益。玉米混作绿肥后密度提高1500株/亩，减氮25％，因绿肥种子投入，略微提高了种植成本；但比对照田块增产17.4％，增收176.6元/亩；同时显著提高了氮肥农学利用率，提高了1.19倍；同时，减少了除草剂的施用，减低环境污染。
表1玉米混作绿肥增密减氮技术与常规技术产量及效益比较
Figure BDA0002956790420000061
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种春玉米混作豆科绿肥增密减氮高效种植方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)土壤耕作与开沟：3月上、中旬玉米播种前进行整地，排水不良的田块，选用铧犁式开沟器，开好围沟、腰沟以利于排水降渍；
(2)玉米品种选择：春玉米选用株型紧凑耐密植、抗倒、抗病品种，并根据不同的两熟制模式，选择适宜生育期的玉米品种；
(3)玉米播种：选用包衣、出苗率高的种子，利用精量播种机进行播种，播种时间为日平均地温稳定在10℃以上，一般为3月下旬到四月初，播种深度2～4cm；
(4)玉米种植方式与种植密度：若采用机械收获，为与收获机械配套，行距应保持在55cm～65cm；若成熟后进行人工收获，可采用宽窄行种植；根据品种特性确定合理种植密度，种植密度为5000～6000株/亩，根据密度合理调整株行距；
(5)豆科绿肥品种选择与播种：选用固氮能力强、腐解速度快、耐荫的豆科绿肥品种，玉米播种前，按3.5～5kg/亩撒播绿肥种子，并轻耙覆盖，为保证绿肥出苗质量，播种要达到足、匀；
(6)施肥：肥料选择玉米专用缓释肥，或者常规高效复合肥；玉米全生育期施纯N 14～18kg/亩，若选用缓释肥，则1次性底施；若选用常规复合肥，按3：2施底肥和大口期追肥；P2O5、K2O施用量分别为5.0kg/亩～6.5kg/亩、4.0kg/亩～5.0kg/亩；
(7)玉米-绿肥共生期田间管理：混作绿肥后除草剂的施用根据田块常年杂草类型而定，不施用农药除草，或在播后苗前喷施一次除草剂；绿肥后前期长势较快，能在玉米快速生长、封行之前，迅速生长达到全田覆盖，可不施用除草剂；玉米拔节期进行化控，降低倒伏风险；同时做好病、虫害防治，及时防渍、抗旱；
(8)玉米收获及秸秆处理：当春玉米籽粒乳线消失，黑色层出现时可进行人工收获；若采用玉米专用收获机械进行籽粒直收，需在玉米生理成熟后立杆一段时间，待籽粒含水量下降到26％以下时选择晴朗天气时收获；收获后秸秆粉碎还田。
2.如权利要求1所述的春玉米混作绿肥增密减氮高效种植方法，其特征在于：所述豆科绿肥为较耐高温的一年生豆科绿肥，优选苕子。
3.如权利要求1所述的春玉米混作绿肥增密减氮高效种植方法，其特征在于：步骤(1)中所述的整地包括翻耕和旋耕，对于旱地土壤隔年翻耕一次，而水田则每年进行一次，旋耕选用旋耕机将田块旋耕15cm～18cm，达到土壤细碎、疏松。
4.如权利要求1所述的春玉米混作绿肥增密减氮高效种植方法，其特征在于：步骤(2)中所述的选择适宜生育期的玉米品种，指的是根据不同的种植模式对玉米生育期的要求选择品种，如春玉米与晚稻或黄豆的复种模式，需要选择生育期在120d以下的品种；而春玉米与萝卜等蔬菜复种模式，则选择生育期在135d以下的品种。
5.如权利要求1所述的春玉米混作绿肥增密减氮高效种植方法，其特征在于：步骤(4)中所述的根据品种特性确定合理种植密度，指的是根据品种的株型、生育期长短等确定种植密度，一般生育期短、株型紧凑的品种可提高种植密度。
6.如权利要求1所述的春玉米混作绿肥增密减氮高效种植方法，其特征在于：步骤(7)中所述的混作绿肥后除草剂的施用根据田块常年杂草类型而定，是指若往年田块中小型禾本、长势快的杂草较多，如牛筋草、马唐等，则需进行一次除草；若是前期长势缓慢的杂草如藜、稗草等，则不需要除草。
7.如权利要求1所述的春玉米混作绿肥增密减氮高效种植方法，其特征在于：步骤(7)中所述的拔节期进行化控，指的是在春玉米6叶～9叶期间，选用控高、壮秆防倒类生长调节剂喷施，以降低倒伏风险，同时增加玉米冠层中下层透光，减轻玉米遮荫对绿肥生长的影响。
8.如权利要求1所述的春玉米混作绿肥增密减氮高效种植方法，其特征在于：步骤(7)中所述的病、虫害防治具体指的是，玉米苗期注意防治根腐病和苗枯病，穗粒期注意防治大小叶斑病、纹枯病、茎腐病、鞘腐病和穗腐病；春玉米出苗前及苗期注意防治地老虎、蛴螬和蝼蛄等地下害虫，苗期注意防治蓟马和玉米旋心虫，大喇叭口期注意防治玉米螟，穗粒期注意防治螟虫、玉米蚜和椿象类害虫。
9.如权利要求1所述的春玉米混作绿肥增密减氮高效种植方法，其特征在于：步骤(8)中所述的需在玉米生理成熟后立杆一段时间，是指玉米生理成熟时不进行收获，让植株在田间保留一段时间，等籽粒含水量下降到适合机收时再进行收获，立杆时间的长短视后茬作物种植的时间而定，若后茬作物为晚稻或大豆，立杆的时间较短，一般3d～10d；若后茬作物为蔬菜，则立杆时间可延长，一般可在7d～15d。
10.如权利要求1所述的春玉米混作绿肥增密减氮高效种植方法，其特征在于：步骤(8)中所述的收获后秸秆粉碎还田，指的是选用带有秸秆粉碎功能的联合收获机或秸秆粉碎还田机将秸秆及时粉碎还田，粉碎后长度在100mm以下的秸秆不小于90％，平均留茬高度在80mm以下，不得有漏切和秸秆堆积现象，秸秆粉碎后翻压或旋耕还田。
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